CN103236917A

CN103236917A - 连续系统多径信道下的定时捕获方法

Info

Publication number: CN103236917A
Application number: CN2013101696171A
Authority: CN
Inventors: 肖振宇; 张昌明; 金德鹏; 李长兴; 李萍; 郁光辉; 袁志锋; 刘向宇; 刘颖
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: CN103236917B

Abstract

本发明提出一种连续系统多径信道下的定时捕获方法，包括：最大似然搜索捕获主峰；广义似然比及峰值检测捕获首达径。根据本发明实施例的连续系统多径信道下的定时捕获方法，同时采用最大似然搜索和广义似然比与峰值检测避免了使用绝对门限，显著提高了搜索算法的鲁棒性，使得系统能够工作于信噪比动态范围较大的场景。

Description

连续系统多径信道下的定时捕获方法

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及一种连续系统多径信道下的定时捕获方法。

背景技术

定时捕获是通信系统最为关键的技术之一，也称为粗同步。定时捕获的目的是粗略估计接收到的数据块相位，获得基本的定时信息，如数据块的起始时刻，以实现后续相关参数的估计和解调译码。因此，定时捕获是整个通信系统正常工作的基础。

定时捕获的整个不确定相位区域是由若干个in-phase相位（H₁）和out-of-phase相位（H₀）组成。H₁相位表示与接收定时辅助序列相位之差在1个码片之内的本地序列相位，而H₀则表示与接收定时辅助序列相位之差大于1个码片的本地序列相位。一般认为不确定区域内只有一个H₁相位，剩下的都是H₀相位。但是在多径环境下，可能存在多个H₁相位，需要捕获到LOS（Line-Of-Sight，可视径，即直达径或首达径）径才能够实现正确的初始捕获。

一般来讲，定时捕获分搜索模式和验证模式两个阶段。在搜索模式下，接收机按照某种搜索策略，在整个不确定相位区域内进行搜索，不断地步进调整本地辅助序列相位，直到搜索到H₁相位。这个搜索到的H₁相位是暂时的，有待进一步验证。然后在验证模式下，接收机进一步验证所搜索到的H₁相位是否正确。对于没有验证模式的扩频捕获系统，称为单次驻留系统，对于有验证模式的扩频捕获系统，则称为多次驻留系统，对于在验证模式下仅验证一次的系统，称为双驻留系统。双驻留系统在实际应用中更为广泛。

传统捕获方法如图1所示。在搜索模式下本地序列与接收序列进行相关，相关结果作为判决量与门限1比较，如果小于门限1，则认为本地序列相位为H₀相位，需要调整本地序列相位后，继续进行比较，直到相关值大于等于门限1，此时暂时认为本地序列相位为一个H₁相位，系统进入验证模式。需要说明的是，对于相关器而言，如果捕获系统每个序列周期才判决一次，则称采用了滑动相关法，即慢相关，如果捕获系统每个采样间隔都判决一次，则称采用了匹配滤波法，即快相关。显然由于匹配滤波法每个采样间隔内就需要计算出相关值，因此对硬件电路计算速率要求较高，但可大大缩短捕获时间。在验证模式下，捕获系统保持本地序列与接收序列的相对相位不变，进行同步滑动相关。如果相关值小于门限2，则验证失败，系统重新返回搜索模式，否则认为验证成功，从而系统捕获成功。该系统为一个双驻留系统。需要说明的是，图1中所示的系统采用的是相干检测，如果是非相干检测，那么用于判决比较的就不是相关值，而是相关值的二范数。二范数为实部与虚部的平方和。

传统定时捕获方法在辅助序列较长、信道为单径信道或者有明显LOS径的多径信道时工作较好，然而这种方法存在缺陷：首先在LOS径不太明显，即多径分量与LOS径能量可比拟时，将存在多个H₁相位，每个H₁相位都将对应某一条能量较大的径。如果捕获到的径不是LOS径，那么定时捕获的位置错误，从而使得后续的信道估计等错误，影响系统性能。典型地，对于有两条能量相当的径，该算法将以较大概率捕获到第二条径。其次捕获在搜索模式和验证模式下门限1和门限2都是固定门限，对于动态范围较大的系统环境，捕获性能会表现得不稳定。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的第一个目的在于提出一种连续系统多径信道下的定时捕获方法，本发明的第二个目的在于提出另一种连续系统多径信道下的定时捕获方法。

根据本发明实施例的一种连续系统多径信道下的定时捕获方法，包括以下步骤：A：最大似然搜索捕获主峰；B：广义似然比及峰值检测捕获首达径。

在本发明的实施例中，所述步骤A进一步包括：A1：以k为当前径起始数据块的参考位置，blk_len为所述数据块周期采样点数，则相邻三个所述数据块的相关值二范数为v(k:k+blk_len-1)、v(k+blk_len:k+2*blk_len-1)和v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1)；A2：在所述相邻三个数据块内找最大相关值二范数max(v(k:k+blk_len-1))、max(v(k+blk_len:k+2*blk_len-1))和max(v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1))，最大相关值二范数的相对位置分别记为P₁、P₂和P₃；A3：判断相邻的所述相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于回溯长度lb_len，如果否则执行步骤A4，如果是则执行步骤A5；A4：以k+blk_len为所述起始数据块的参考位置，重新执行步骤A1至A3；A5：判断相邻的所述相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于定时偏差及噪声影响系数，如果否则执行步骤A6，如果是则执行步骤A7；A6：根据公式k=k+min([P₁，P₂，P₃])-3+3*blk_len，即取所述相对位置P₁、P₂和P₃中的最小值所在的径，即为所述首达径，执行步骤B5；A7：所述相对位置P₁、P₂和P₃捕获到同一条径；A8：令k=k+3*blk_len+P₃-1-lb_len，进入步骤B，判断是否为所述首达径。

在本发明的实施例中，所述步骤B进一步包括：B1：以k为当前径所述起始数据块的参考位置，所述数据块的相关值二范数为v(k)，平均功率为u(k)，定义初值为零的搜索次数m，搜索和确认所述首达径的门限值分别为T₁和T₂；B2：判断当前相位是否为峰值点且满足条件v(k)＞(u(k)*T₁)，如果否则执行步骤B3，如果是则执行步骤B4；B3：所述k和m的值自增1，并判断是否满足m＞lb_len+2，如果是则令k=k+blk_len/2，执行步骤A1，如果否则重新执行步骤B1至B2；B4：判断︱m-lb_len︱是否小于设置约束，如果否则执行步骤B5，如果是则执行步骤B6；B5：对所述当前径进行首达径确认；B6：确认所述捕获首达径。

在本发明的实施例中，所述步骤B5进一步包括：B5.1：令k=k+blk_len-1，且定义初值为零的判断次数n；B5.2：判断当前相位是否为所述峰值点且v(k)＞(u(k)*T₂)，如果是则执行步骤B6，否则执行步骤B5.3；B5.3：所述n和k自增1，并判断n是否大于设定相邻相位数，如果是则令k=k+blk_len/2，执行步骤A1，如果否则执行步骤B5.2。

根据本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法能够使得在两径信道能量相当的环境下捕获到首达径。采用最大似然搜索提高了捕获概率，而采用广义似然比和峰值检测降低了虚警以及捕获到第二条径的概率。同时采用的最大似然搜索和广义似然比与峰值检测避免了使用绝对门限，显著提高了搜索算法的鲁棒性，使得系统能够工作于信噪比动态范围较大的场景。

根据本发明实施例的另一种连续系统多径信道下的定时捕获方法，包括以下步骤：A：以k为当前径起始数据块的参考位置，blk_len为所述数据块周期采样点数，则相邻三个数据块的相关值二范数为v(k:k+blk_len-1)、v(k+blk_len:k+2*blk_len-1)和v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1)；B：在所述相邻三个数据块内找最大相关值二范数

max(v(k:k+blk_len-1))、max(v(k+blk_len:k+2*blk_len-1))

和max(v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1))，最大相关值二范数的相对位置分别记为P₁、P₂和P₃；C：判断相邻的所述相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于定时偏差及噪声影响系数，如果否则执行步骤D，如果是则执行步骤E；D：令k=k+bkl_len，执行步骤A；E：确认捕获到首达径。

根据本发明实施例的另一种连续系统多径信道下的定时捕获方法，在有明显LOS径情况下采用最大似然搜索捕获LOS径，具有较高的捕获概率和较低的虚警概率，同时也避免了绝对门限的使用，使得系统能够工作于信噪比动态范围较大的场景。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是传统捕获方法的示意图；

图2是本发明实施例的连续系统多径信道下的定时捕获方法连续系统帧结构图；

图3是本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法的流程图；

图4是本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法的算法原理图；

图5是本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法步骤A的流程图；

图6是本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法步骤B的流程图；

图7是本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法确认首达径的流程图；

图8是Rummlar信道的结构图；

图9是本发明实施例的第二种连续系统多径信道下的定时捕获方法的算法原理图；

图10是本发明实施例的第二种连续系统多径信道下的定时捕获方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

根据本发明实施例的连续系统多径信道下的定时捕获方法针对连续系统帧结构，其结构图如图2所示，系统按照Block（即数据块）为基本单位进行发送。所有数据块等长，且连续地进行发送。每个数据块由辅助序列和载荷两部分组成。所有数据块的辅助序列相同，用于进行定时捕获、参数估计和同步。每个数据块的载荷部分不同，用于携带信息。需要说明的是，本发明虽然针对连续系统，但并不局限于该系统。

如图3所示，为根据本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法的流程图，并结合图4所示的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法的算法原理图，包括以下步骤：

A：最大似然搜索捕获主峰。

本步骤的目的是捕获主峰的位置。如图5所示，步骤A进一步包括：

A1：以k为当前径起始数据块的参考位置，blk_len为数据块周期采样点数，则相邻三个数据块的相关值二范数为v(k:k+blk_len-1)、v(k+blk_len:k+2*blk_len-1)和v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1)。

根据本发明实施例的捕获算法，将采样信号表示为s(k)，采样速率为符号速率的4倍，即4倍过采样。对于实际系统而言，可以直接采用4倍过采样的ADC（Analog to DigitalConverter，模数转换器），也可以采用2倍过采样再进行2倍插值处理得到4倍过采样。之所以采用4倍过采样数据进行捕获是为了使初始捕获位置更为精确，避免信噪比损失。当然本系统简单扩展至8倍过采样或者其他倍数的过采样。

A2：在相邻三个数据块内找最大相关值二范数max(v(k:k+blk_len-1))、max(v(k+blk_len:k+2*blk_len-1))和max(v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1))，最大相关值二范数的相对位置分别记为P₁、P₂和P₃。

根据本发明的实施例，分别在相邻的三个数据块内找最大相关值二范数，以捕获主峰位置。其中，二范数均指本地序列波形与采样信号相关值的二范数。相关值二范数计算公式为v(k)=|s(k-loc_len+1:k)’*local_wav(1:loc_len)|²/len_UW，其中local_wav为本地辅助序列（表示为UW，即独特字）经过4倍过采样后的波形local_wav=upsample(UW(len_UW:-1:1),4)，而loc_len则是local_wav的长度，len_UW为独特字UW的长度，s(k-loc_len+1:k)为第k-loc_len+1到第k个采样信号。upsample(UW(len_UW:-1:1),4)的处理即将UW左右反转，并对每一个符号插入4-1=3个0，从而得到[UW(len_UW),0,0,0,UW(len_UW-1),0,0,0,…,UW(1),0,0,0]。(.)’操作为对括号中的序列取转置共轭，max(.)操作是对括号中的序列取最大值。

blk_len为一个block（数据块）周期的采样点数。假设一个周期有512个符号，则blk_len=512*4=2048。

A3：判断相邻的相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于回溯长度lb_len，如果否则执行步骤A4，如果是则执行步骤A5。

lb_len为回溯长度，即在初始搜索到第2径情况下，能够回溯找到首达径，lb_len取值由两径之间的采样间隔决定，设定一个约束范围lb_len是考虑到最大值可能出现在该范围中的任意一径。

如果相邻的相对位置之差的绝对值都保持在约束范围内，即小于lb_len，则认为主峰捕获成功，则执行步骤A5，如果否则执行步骤A4。

A4：以k+blk_len为起始数据块的参考位置，重新执行步骤A1至A3。

此时，相邻三个数据块的相关值二范数为v(k+blk_len:k+2*blk_len-1)、v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1)和v(k+3*blk_len:k+4*blk_len-1)。

A5：判断相邻的相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于定时偏差及噪声影响系数，如果否则执行步骤A6，如果是则执行步骤A7。

在这里，定时偏差及噪声影响系数优选值为4，这里是考虑到相邻峰值点由于定时偏差和噪声影响出现较小滑动。

A6：根据公式k=k+min([P₁，P₂，P₃])-3+3*blk_len，即取相对位置P₁、P₂和P₃中的最小值所在的径，即为首达径，执行步骤B5。

如果相邻的相对位置之差有大于4的，则捕获到的3个最大相关值二范数中有对应首达径的，有对应第2径的。取相对位置P₁、P₂和P₃中的最小值即得到首达径位置。直接跳转至在该位置附近搜索峰值点，则对应的即是首达径位置。之后执行步骤B5对首达径进行确认。

A7：相对位置P₁、P₂和P₃捕获到同一条径。

如果相邻的相对位置之差的绝对值小于4，则认为最大相关值二范数都捕获到同一条径，因此需要确认是否为首达径。

A8：令k=k+3*blk_len+P₃-1-lb_len，进入步骤B，判断是否为首达径。

在这里，进行确认捕获首达径前，需要将相对相位往前回溯lb_len，以保证首达径落入观测窗口之内。

B：广义似然比及峰值检测捕获首达径。

本步骤的目的是确认首达径。如图6所示，步骤B进一步包括：

B1：以k为当前径起始数据块的参考位置，数据块的相关值二范数为v(k)，平均功率为u(k)，定义初值为零的搜索次数m，搜索和确认首达径的门限值分别为T₁和T₂。

平均功率u(k)计算公式为u(k)=|s(k-loc_len+1:k)’*energy_wav(1:loc_len)|²，其中energy_wav为全1序列经过4倍过采样后的波形energy_wav=upsample(ones(len_UW,1),4)。

需要说明的是，在步骤B中，也采用了首达径搜索和首达径确认两个子阶段，在本步骤中的首达径搜索子阶段，门限值T₁设置应该偏小，以降低漏检概率，在首达径确认子阶段，门限值T₂的设置应该偏大，以降低虚警的概率。

B2：判断当前相位是否为峰值点且满足条件v(k)＞(u(k)*T₁)，如果否则执行步骤B3，如果是则执行步骤B4。

判断当前相位是否为峰值点的表达式为：(v(k)>v(k+1))&&(v(k+1)>v(k+2))&&(v(k)>v(k-1))&&(v(k-1)>v(k-2))，即以当前参考相位依次往后面进行串行搜索。v(k)＞(u(k)*T₁)即为广义似然比检测，容忍较大的信噪比范围，每次判决需要广义似然比超过相对门限且为峰值点，则认为捕获到首达径。

B3：k和m的值自增1，并判断是否满足m＞lb_len+2，如果是则令k=k+blk_len/2，执行步骤A1，如果否则重新执行步骤B1至B2。

如果连续lb_len+2次判决都没有命中，则令k=k+blk_len/2，返回到最大似然搜索阶段，重新捕获主峰。

B4：判断︱m-lb_len︱是否小于设置约束，如果否则执行步骤B5，如果是则执行步骤B6。

其中设置约束优选值为3。

B5：对当前径进行首达径确认。

如图7所示，为对当前径进行首达径确认的流程图，如果命中相位与之前最大似然搜索三个最大相关值二范数的相对位置偏差较大，则认为当前捕获首达径，而之前最大似然搜索捕获的为第2径。需要对当前捕获的首达径进行确认。需要说明的是，命中相位为满足首达径捕获成功的k的取值。

B5.1：令k=k+blk_len-1，且定义初值为零的判断次数n。

B5.2：判断当前相位是否为峰值点且v(k)＞(u(k)*T₂)，如果是则执行步骤B6，否则执行步骤B5.3。

B5.3：n和k自增1，并判断n是否大于设定相邻相位数，如果是则令k=k+blk_len/2，执行步骤A1，如果否则执行步骤B5.2。

设定相邻相位数优选值为5，对首达径进行确认时，连续判断相邻5个相位。如果命中，则确认成功，从而捕获首达径成功。否则确认失败，令k=k+blk_len/2，重新返回到步骤A1，进入最大似然搜索捕获主峰。

B6：确认捕获首达径。

如果在lb_len+2次判决内有命中的，而且命中相位与之前最大似然搜索阶段三个最大相关值二范数的相对位置相近，即|m-lb_len<3|，则认为命中相位与原来捕获最大相关值二范数相位都为首达径，捕获成功。

本方法主要用于解决两径信道下的捕获模糊性，保证捕获到的为首达径。当然，该方法也用于多径能量与主径能量能够比拟的一般多径信道，确保捕获到首达径。

下面通过例子来说明根据本发明实施例的第一种连续系统多径信道下的定时捕获方法的具体应用：

一种用于Rummlar信道下的定时捕获算法，如图8所示，Rummlar信道为典型的两径信道，且两径能量几乎相等。本发明实施例的第一种算法适用于该信道下的定时捕获。

其帧结构中一个数据块为512个符号，辅助序列为36个符号，载荷为476个符号。符号周期为2ns，Rummlar两径间隔为6.3ns。基于其他方面考虑，辅助序列即UW定义为如图8所示结构。

PN序列为[1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1]，循环前缀CP为[1 1 -1 1 -1 1]，UW为[11-1 1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1]。

由于系统带宽较宽，因此采用2倍过采样，及1GSPS（Gigabit Samples Per Second，每秒千兆次采样）的ADC，再进行2倍插值处理后输入至定时捕获模块，即得到本发明实施例的算法中的s(k)。

本发明实施例的第一种算法与上述描述一致，有关参数按照上述描述进行计算。其中回溯长度lb_len取值为16，等效时间长度为8ns>6.3ns，即两径间隔。T₁与T₂分别为搜索首达径与确认首达径的门限取值，取值为T₁=0.05，T₂=0.3。

如图9所示为第二种连续系统多径信道下的定时捕获方法的算法原理图，如图10所示，为根据本发明实施例的第二种连续系统多径信道下的定时捕获方法，对于多径分量较弱的AWGN（Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声）和LOS信道，第一种方法虽然同样适用，但复杂度过高，因此采用第二种方法，对于这种只有一条明显的LOS径的信道，可以采用这种更为简单的搜索方法，其包括以下步骤：

A：以k为当前径起始数据块的参考位置，blk_len为数据块周期采样点数，则相邻三个数据块的相关值二范数为v(k:k+blk_len-1)、v(k+blk_len:k+2*blk_len-1)和

v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1)。

在本方法中，采样信号为s(k)，采样速率为符号速率的4倍，即4倍过采样。

B：在相邻三个数据块内找最大相关值二范数max(v(k:k+blk_len-1))、max(v(k+blk_len:k+2*blk_len-1))和max(v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1))，最大相关值二范数的相对位置分别记为P₁、P₂和P₃。

首先进行最大似然搜索，分别在相邻的三个数据块内找最大相关值二范数。找最大相关值二范数是为了捕获首达径的位置。

C：判断相邻的相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于定时偏差及噪声影响系数，如果否则执行步骤D，如果是则执行步骤E。

如果相邻的相对位置之差的绝对值小于定时偏差及噪声影响系数，则认为最大相关值二范数都捕获在首达径上，则执行步骤E。否则执行步骤D，重新进行搜索。由于首达径只有一条，因此可以认为捕获正确，P₁、P₂和P₃其中之一即为捕获到的首达径位置。定时偏差及噪声影响系数优选值为3，这是考虑到相邻峰值点由于定时偏差和噪声影响出现滑动。

D：令k=k+bkl_len，执行步骤A。

E：确认捕获到首达径。

下面通过例子来说明根据本发明实施例的第二种连续系统多径信道下的定时捕获方法的具体应用：

一种用于LOS信道下的定时捕获算法，仍参阅如图8所示的帧结构，只是信道为有明显LOS径信道，其他多径相对于LOS径能量差大于15dB。

这种情况下可以直接采用第二种方法，其中blk_len=512*4=2048。

根据本发明实施例的第二种连续系统多径信道下的定时捕获方法，在有明显LOS径情况下采用最大似然搜索捕获LOS径，具有较高的捕获概率和较低的虚警概率，同时也避免了绝对门限的使用，使得系统能够工作于信噪比动态范围较大的场景。

根据本发明实施例的两种连续系统多径信道下的定时捕获方法，针对无明显LOS径信道的捕获，采用第一种方法，第一种方法分为两个阶段，第一阶段采用最大似然搜索，找到主峰。第二阶段采用广义似然比及峰值检测，确认首达径的位置，其中，第二阶段也采用了首达径搜索和首达径确认两个子阶段。而针对有明显LOS径信道的捕获，直接采用最大似然搜索完成对首达径的捕获。

需要进一步说明的是，最大似然搜索判断相邻数据块间的最大相关值二范数的相对位置是否有明显偏移。第一种方法中的最大似然搜索针对两径信道，设置由两径导致的最大可能偏移范围。如果偏移在此范围内，证明捕获到了两径中的某一径。广义似然比检测引入信号平均能量，即采用相对判决门限。第二种方法中的最大似然搜索针对明显LOS径信道，可能的偏移范围设置为3个采样点间隔，即仅容许因噪声、定时偏等可能导致微小的峰值点偏移。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种连续系统多径信道下的定时捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：最大似然搜索捕获主峰；

B：广义似然比及峰值检测捕获首达径。

2.如权利要求1所述的连续系统多径信道下的定时捕获方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：

A1：以k为当前径起始数据块的参考位置，blk_len为所述数据块周期采样点数，则相邻三个所述数据块的相关值二范数为v(k:k+blk_len-1)、v(k+blk_len:k+2*blk_len-1)和v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1)；

A2：在所述相邻三个数据块内找最大相关值二范数max(v(k:k+blk_len-1))、max(v(k+blk_len:k+2*blk_len-1))和max(v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1))，最大相关值二范数的相对位置分别记为P₁、P₂和P₃；

A3：判断相邻的所述相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于回溯长度lb_len，如果否则执行步骤A4，如果是则执行步骤A5；

A4：以k+blk_len为所述起始数据块的参考位置，重新执行步骤A1至A3；

A5：判断相邻的所述相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于定时偏差及噪声影响系数，如果否则执行步骤A6，如果是则执行步骤A7；

A6：根据公式k=k+min([P₁，P₂，P₃])-3+3*blk_len，即取所述相对位置P₁、P₂和P₃中的最小值所在的径，即为所述首达径，执行步骤B5；

A7：所述相对位置P₁、P₂和P₃捕获到同一条径；

A8：令k=k+3*blk_len+P3-1-lb_len，进入步骤B，判断是否为所述首达径。

3.如权利要求1和2所述的连续系统多径信道下的定时捕获方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

B1：以k为当前径所述起始数据块的参考位置，所述数据块的相关值二范数为v(k)，平均功率为u(k)，定义初值为零的搜索次数m，搜索和确认所述首达径的门限值分别为T₁和T₂；

B2：判断当前相位是否为峰值点且满足条件v(k)＞(u(k)*T₁)，如果否则执行步骤B3，如果是则执行步骤B4；

B3：所述k和m的值自增1，并判断是否满足m＞lb_len+2，如果是则令k=k+blk_len/2，执行步骤A1，如果否则重新执行步骤B1至B2；

B4：判断︱m-lb_len︱是否小于设置约束，如果否则执行步骤B5，如果是则执行步骤B6；

B5：对所述当前径进行首达径确认；

B6：确认所述捕获首达径。

4.如权利要求1、2和3所述的连续系统多径信道下的定时捕获方法，其特征在于，所述步骤B5进一步包括：

B5.1：令k=k+blk_len-1，且定义初值为零的判断次数n；

B5.2：判断当前相位是否为所述峰值点且v(k)＞(u(k)*T₂)，如果是则执行步骤B6，否则执行步骤B5.3；

B5.3：所述n和k自增1，并判断n是否大于设定相邻相位数，如果是则令k=k+blk_len/2，执行步骤A1，如果否则执行步骤B5.2。

5.一种连续系统多径信道下的定时捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：以k为当前径起始数据块的参考位置，blk_len为所述数据块周期采样点数，则相邻三个数据块的相关值二范数为v(k:k+blk_len-1)、v(k+blk_len:k+2*blk_len-1)和v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1)；

B：在所述相邻三个数据块内找最大相关值二范数max(v(k:k+blk_len-1))、max(v(k+blk_len:k+2*blk_len-1))和max(v(k+2*blk_len:k+3*blk_len-1))，最大相关值二范数的相对位置分别记为P₁、P₂和P₃；

C：判断相邻的所述相对位置之差的绝对值︱P₁-P₂︱和︱P₂-P₃︱是否均小于定时偏差及噪声影响系数，如果否则执行步骤D，如果是则执行步骤E；

D：令k=k+bkl_len，执行步骤A；

E：确认捕获到首达径。